阿基米德蝸桿車削及磨削

阿基米德蝸桿的車削

車削阿基米德蝸桿螺旋面，與在車床上車削普通螺紋的方法完全相同。車刀直線刃嘟應(yīng)置于蝸桿軸向內(nèi)，如圖4所示。其車刀形狀如圖4所示。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角小而齒距也不大時(shí)，可同時(shí)加工兩側(cè)齒面。若導(dǎo)程角大，則需增大左右切削刃刀具角β₁和β₂的差。

阿基米德蝸桿除車削加工外，還可以采用銑削加工，但銑刀的切削刃必須采用理論上求出的特定曲線。

阿基米德蝸桿的磨削

阿基米德蝸桿螺旋面可在S7520型螺紋磨床上用盤形錐面砂輪進(jìn)行磨剛，與磨削普通的梯形螺旋一樣，在磨削寸應(yīng)將砂輪軸線對(duì)蝸桿軸線傾斜一個(gè)蝸桿導(dǎo)程角。由于蝸桿螺旋面在不同直徑上導(dǎo)程角不同，而砂輪的傾斜角應(yīng)等于蝸桿分度圓柱螺旋導(dǎo)程角，因而在磨削時(shí)有干涉現(xiàn)象發(fā)生。為此，砂輪在軸更上的刃廓應(yīng)不為直線。在S7520型螺紋磨床上所采用的普通砂輪修整器，只能修整刃廓為直線的砂輪，造成蝸桿齒廊形狀有歪曲現(xiàn)象發(fā)生，且歪曲量隨著蝸桿螺旋導(dǎo)程角、砂輪直徑及齒高的增大而增加。

在加工較大導(dǎo)程角的蝸桿時(shí)，應(yīng)采用S7732蝸桿磨床。該磨床帶有砂輪校正器和磨樣板裝直，可將砂輪修整成理論上計(jì)算的特定曲線，從而磨出正確的蝸桿齒形，以減小或消除上述截面歪曲現(xiàn)象。

蝸桿的基本參數(shù)

阿氏蝸桿的端面齒形為阿氏螺線，軸面為齒條（如圖3）。阿氏蝸桿就是齒形角為40°的螺桿，其基本參數(shù)以軸面為標(biāo)準(zhǔn)值，它們是：螺紋的頭數(shù)z₁，模數(shù)m_a1，壓力角

蝸桿分度圓的升角由下式計(jì)算：

阿基米德蝸桿基本參數(shù)

蝸桿軸面為齒條，所以切制出來的蝸輪輪齒在主截面（過蝸桿軸并與蝸輪軸垂直的截面）的齒形為漸開線（如圖3）。蝸輪的基本參數(shù)以主截面為標(biāo)準(zhǔn)值，它們是：

阿基米德蝸桿蝸桿蝸輪傳動(dòng)

蝸桿蝸輪傳動(dòng)等效于其主截面內(nèi)的齒條齒輪傳動(dòng)?？煞抡正X輪齒條傳動(dòng)得其能連續(xù)傳動(dòng)的必要條件是：

阿基米德蝸桿的特點(diǎn)是在軸向剖面中的齒形呈直線，齒形角一般為20°。在同螺紋方向l垂直的法向剖面中的齒形是曲線，在與軸線垂直的端剖面中的齒形是阿基米德螺旋線（等進(jìn)螺線），在其他任何剖面中的齒形都不是直線。

得到正確的阿基米德蝸桿，方法很簡單：把車刀刀刃磨成齒形角為20°的直線刃，并使它保持在車床中心高的水平面內(nèi)進(jìn)行切削（如圖1）。

由于蝸桿螺紋升角（λ_f）的影響，車刀切削時(shí)的實(shí)際前角γ_實(shí)和實(shí)際后角α_實(shí)將不同于車刀的刃磨角度（γ和α）。對(duì)于右旋蝸桿（正扣蝸桿），左側(cè)刃切削時(shí)的實(shí)際后角α_左實(shí)將小于刃磨后角α_左，切削時(shí)的實(shí)際前角γ_左實(shí)將大于刃磨前角γ_左。右側(cè)刃則相反，切削時(shí)的實(shí)際后角α右實(shí)增大，而實(shí)際前角γ_右實(shí)減小，如圖2所示。

阿基米德蝸桿是在生產(chǎn)中最常見的蝸桿類型。

阿基米德蝸桿的特點(diǎn)是蝸桿的軸向截面齒形為直線形的。蝸輪滾刀的基本蝸桿應(yīng)當(dāng)?shù)扔谂c被切蝸輪相嚙合的蝸桿的基本尺寸（即軸向模數(shù)m_s，分度園直經(jīng)D_t，螺旋方向一左旋或右旋，螺紋頭數(shù)Z₁，螺旋升角λ_θ，齒形角α），同時(shí)，蝸輪滾刀切制蝸輪時(shí)，刀具與被切蝸輪所處的相互空間位置，應(yīng)當(dāng)符合于蝸輪與對(duì)應(yīng)的蝸桿在相互嚙合傳動(dòng)時(shí)所處的空間位置，因此：每一單獨(dú)的蝸輪，有其專用的蝸輪滾刀。2100433B

蝸桿概述

根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿(ZA蝸桿）、漸開線蝸桿(ZI蝸桿）、

法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

（ZK蝸

桿）等四種。GB10085-88推薦采用ZI蝸桿和ZK蝸桿兩種?，F(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動(dòng)所用的蝸桿及配對(duì)的蝸輪齒形分別介紹于后：圓柱蝸桿的加工方法：旋風(fēng)切削蝸桿

蝸桿阿基米德蝸桿

阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）　這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面（即端面）上，齒廓為阿基米德螺旋線（圖1），在包含軸線的平面上的齒廓（即軸向齒廓）為直線，其齒形角α0=20°。它可在車床上用直線刀刃的單刀（當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時(shí)）或雙刀（當(dāng)γ>3°時(shí)）車削加工。安裝刀具時(shí)，切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線，如圖1所示。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。見動(dòng)畫

蝸桿法向直廓蝸桿

法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）　這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開線（圖2），法面（N-N）齒廓為直線。ZN蝸桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。刀具的安裝形式如圖2所示。這種蝸桿磨削起來也比較困難。見動(dòng)畫

蝸桿漸開線蝸桿

漸開線蝸桿（ZI蝸桿）　這種蝸桿的端面齒廓為漸開線，所以它相當(dāng)于一個(gè)少齒數(shù)（齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù)）、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。ZI蝸桿可用兩把直線刀刃的車刀在車床上車削加工。刀刃頂面應(yīng)與基圓柱相切，其中一把刀具高于蝸桿軸線，另一把刀具則低于蝸桿軸線。刀具的齒形角應(yīng)等于蝸桿的基圓柱螺旋角。這種蝸桿可以在專用機(jī)床上磨削。

蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）　這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時(shí)，除工件作螺旋運(yùn)動(dòng)外，刀具同時(shí)繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，銑刀（或砂輪）回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線。這種蝸桿便于磨削，蝸桿的精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。至于與上述各類蝸桿配對(duì)的蝸輪齒廓，則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機(jī)上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應(yīng)與蝸桿的齒廓一致；深切時(shí)的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動(dòng)的中心距相同。

圓柱蝸桿傳動(dòng)是蝸桿分度曲面為圓柱面的蝸桿傳動(dòng)。其中常用的有阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)和圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)。

①阿基米德蝸桿的端面齒廓為阿基米德螺旋線，其軸面齒廓為直線。阿基米德蝸桿可以在車床上用梯形車刀加工，所以制造簡單，但難以磨削，故精度不高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿與蝸輪齒面的接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角很小，不易形成潤滑油膜，故承載能力較低。

②弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動(dòng)。在這種傳動(dòng)中，接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角較大，故易于形成潤滑油膜，而且凸凹齒廓相嚙合，接觸線上齒廓當(dāng)量曲率半徑較大，接觸應(yīng)力較低，因而其承載能力和效率均較其他圓柱蝸桿傳動(dòng)為高 。

蝸桿概述

普通圓柱蝸桿的齒面（除ZK型蝸桿外）一般是在車床上用直線刀刃的車刀車制的。根據(jù)車刀安裝位置的不同，所加工出的蝸桿齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。

蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90°。在一般蝸桿傳動(dòng)中，都是以蝸桿為主動(dòng)件。從外形上看，蝸桿類似螺栓，蝸輪則很像斜齒圓柱齒輪。工作時(shí)，蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動(dòng)和滾動(dòng)。為了改善輪齒的接觸情況，將蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形，使之將蝸桿部分包住。這樣蝸桿蝸輪嚙合時(shí)是線接觸，而不是點(diǎn)接觸。